KR20010075740A - 광 픽업 엑츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광 픽업 엑츄에이터는, 대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있고, 무게 중심과 힘 중심을 일치시킴과 동시에 강성을 보강시키는 질량 보정물이 일측에 부가된 보빈; 상기 보빈을 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어; 마그네트를 취부하고 상기 보빈이 장착되는 요크; 및 상기 복수개의 서스펜션 와이어의 지지를 위한 프레임을 포함하여 구성되는 점에 그 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 광 픽업 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈의 무게 중심과 힘 중심의 불일치로 인한 회전력을 상쇄시키고자 질량 보정 추를 부착함으로써 발생하는 보빈의 고차 공진 주파수가 낮아지는 문제점을 해결할 수 있고 디스크 플레이어의 고 배속화에 대응이 가능한 효과가 있다.

Description

광 픽업 엑츄에이터 { Actuator for optical pick up }

본 발명은 광 픽업을 구성하고 있는 엑츄에이터(Actuator)에 관한 것으로서, 특히 대물렌즈의 구동 중 불필요하게 발생하는 회전력을 제거하고, 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈의 강성을 높여 고배속 플레이어에서 안정된 서보(Servo) 구현을 할 수 있는 광 픽업 엑츄에이터에 관한 것이다.

광 디스크에 저장된 기록을 재생하기 위한 기기를 광 디스크 드라이브라 하는데, 이러한 광 디스크 드라이브는 대물렌즈로부터 집광된 광 빔을 광 디스크의 회전에 따른 광 디스크의 면 진동과 편심 등에 의해 광 스팟을 광 디스크의 신호 트랙의 중심을 추종하도록 하는 대물렌즈 구동장치가 광 픽업 장치와 함께 구성되어 있다.

이러한 대물렌즈 구동장치를 광픽업 엑츄에이터(Actuator)라 하며, 대물렌즈가 장착된 보빈을 상하 좌우로 이동시켜 광 디스크의 정보 기록면에 집광되는 빔의 포커싱(Focusing)과 트랙킹(Tracking) 서버를 수행한다.

도 1은 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 구조를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면 종래의 광 픽업 엑츄에이터는, 대물렌즈(101)가 안착된 보빈(102)과 보빈(102)에 안착된 대물렌즈(101)가 디스크 면에 광 초점을 맞추면서 디스크 내의 신호 트랙을 따라 초점이 맞는 광빔이 되도록 움직이게 하는 구동원으로 포커싱 코일(103), 트랙킹 코일(104), 마그네트(105)로 구성되어 있다.

그 외에도 상기 마그네트(105)를 고정시키는 요크(106), 보빈(102)을 지지하는 복수개의 와이어 서스펜션(107), 상기 복수개의 와이어 서스펜션(107)의 일측단을 고정하는 제 1피씨비(111), 상기 복수개의 와이어 서스펜션(107)의 타측단을 고정하는 제 2피씨비(108), 제 2피씨비(108)를 고정시키는 프레임(109)으로 구성되어 있으며, 상기 프레임(109)은 상기 요크(106)에 스크류(110)로 고정되어 있다.

보다 상세하게는, 대물렌즈(101)가 보빈(102)의 앞단에 있고 포커싱 코일(103)과 트랙킹 코일(104)이 보빈(102)의 뒷단에 위치하고 있으며, 보빈(102)의 뒷단에는 질량 보정 추(112)가 부착되어 있다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 광 픽업 엑츄에이터의 동작을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

대물렌즈(101)를 포커싱, 트랙킹하고자 할 때, 전류가 제 2피씨비(108), 복수개의 와이어 서스펜션(107), 제 1피씨비(111)를 거쳐, 포커싱 코일(103)과 트랙킹 코일(104)에 가해지고, 포커싱 코일(103)과 트랙킹 코일(104)에 발생하는 전기장과 마그네트(105)의 자기장에 의해 포커스 방향과 트랙 방향으로 플레밍의 왼손 법칙에 의해 보빈(102)에 안착된 대물렌즈(101)가 구동하게 된다.

최근 광 픽업 엑츄에이터의 박형화 추세에 따라 도 1에서 보는 바와 같이 대물렌즈(101)가 포커싱 코일(103)과 트랙킹 코일(104), 마그네트(105)의 중심부에서벗어나 따로 돌출 되는 구조를 갖고 있다.

상기와 같은 구조로 인해 광 픽업 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈(102)의 힘 중심과 무게 중심이 일치하지 않게 되고, 이로 인해 여러 가지 문제가 발생하게 된다.

도 2는 광 픽업 엑츄에이터의 힘 중심과 보빈의 무게 중심을 보여주는 도면이다.

이하, 도 2를 참조하여, 광 픽업 엑츄에이터를 구성하는 보빈의 힘 중심과 무게 중심이 일치하지 않아 생기는 문제점을 상세히 설명하기로 한다.

도 2에서 보는 바와 같이 보빈(202)의 힘 중심은 포커싱 코일 두께의 중간 위치인 A 점이 되고, 무게 중심은 트랙킹 코일(204)의 앞쪽인 B점이 된다. 이러한 보빈의 무게 중심점과 힘 중심점의 불일치로 인해 회전력(모멘트 M)이 발생하게 된다.

상기와 같은 회전력은 보빈에 고정된 대물렌즈를 회전시켜, 디스크에 초점이 맞지 않게 하는 원인이 된다. 이렇게 디스크에 초점이 맞지 않는 경우에는 디스크 내의 트랙 신호를 제대로 읽지 못하게 될 뿐만 아니라 포커스 코일과 트랙킹 코일에 전류를 제어하는 서보를 제어하기 어렵기 때문에 결국, 광 디스크 플레이어의 재생이나 기록을 제대로 하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위해서 종래에는 도 1과 같이 보빈의 뒷단에 질량 보정추(112)를 부착하였다.

도 3은 종래의 광 픽업 엑츄에이터에서 보빈에 질량 보정 추를 부착한 것을보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 보빈(302)의 무게 중심점과 힘 중심점의 간격을 없게 하는 구조로 되어 보빈(302)의 무게 중심점과 힘 중심점이 일치되어 회전력이 제거되도록 되어 있다. 그러나 이와 같이 단순히 질량 보정 추(312)를 보빈(302)에 부착하는 방법은 회전력을 없앨 수는 있지만, 가동시 보빈(302)을 취약하게 만들어 보빈의 변형을 가져온다.

도 4a 내지 4b는 보빈이 변형되는 예를 보여주는 도면이다.

도 4a 내지 4b를 참조하면, 고주파에서 보빈이 가동하는 경우, 도 4a 내지 4b처럼 보빈이 벤딩(Bending) 내지는 트위스팅(Twisting)되는 변형이 오게 된다. 이러한 현상은 보빈에 질량 보정 추를 부착하지 않은 경우에도 주파수만 높아지면 같은 형상으로 변형을 가져오는데, 상기와 같은 현상은 보빈이 가지고 있는 고유의 주파수인 고차 공진 주파수 때문에 발생한다.

그러나, 질량 보정 추를 부착하지 않은 경우는 시스템에서 사용하는 고역 주파수 영역이 보빈의 고차 공진 주파수 보다 낮으므로 문제가 되지 않지만, 질량 보정 추를 부착시키는 경우 아래 수학식에 의해 고차 공진 주파수가 낮아져서 시스템에서 사용하는 고역 주파수 영역에 포함된다.

상기 수학식에서 f는 고차 공진 주파수이며, k는 보빈 상수, m은 보빈의 질량이다.

상기와 같이 고차 공진 주파수가 고역 주파수 영역에 포함되는 경우 보빈이 변형됨에 따라 대물렌즈가 변형이 되거나, 보빈에서 대물렌즈 위치도 바뀌게 되어 디스크에 초점이 제대로 맺히지 않는 원인이 되고, 이에 따라 디스크 내의 트랙 신호를 제대로 읽지 못하게 되어 재생이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 보빈의 힘 중심과 무게 중심을 일치시켜 대물렌즈의 회전력을 없애고, 보빈의 고차 공진 주파수를 더욱 높은 고역 주파수로 이동시켜 보빈의 변형을 막을 수 있는 광 픽업 엑츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광 픽업 엑츄에이터의 구조를 보여주는 사시도.

도 2는 광 픽업 엑츄에이터의 힘 중심과 보빈의 무게 중심을 보여주는 도면.

도 3은 종래의 광 픽업 엑츄에이터에서 보빈에 질량 보정 추를 부착한 것을 보여주는 도면.

도 4a 내지 4b는 보빈이 변형되는 예를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈에 질량 보정물이 부착된 상태를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 부착되는 질량 보정물을 상, 하에서 본 형상을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 질량 보정물을 부착하여 고차 공진 주파수를 높이는 것을 설명하기 위한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 ... 대물렌즈 102,202,501 ... 보빈

103,203,303 ... 포커싱 코일 104,204,304 ... 트랙킹 코일

105,205,305 ... 마그네트 106,206,306 ... 요크

107 ... 서스펜션 와이어 108 ... 제 2피씨비

109 ... 프레임 110 ... 스크류

111 ... 제 1피씨비 112,312 ... 질량 보정 추

502 ... 질량 보정물

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터는, 대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있고, 무게 중심과 힘 중심을 일치시킴과 동시에 강성을 보강시키는 질량 보정물이 일측에 부가된 보빈; 상기 보빈을 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어; 마그네트를 취부하고 상기 보빈이 장착되는 요크; 및 상기 복수개의 서스펜션 와이어의 지지를 위한 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 질량 보정물은 "ㄷ"자 형상의 프레임부와, 상기 프레임부의 외곽을 감싸는 절곡된 패널 형상으로 상기 프레임부와 일체로 성형된 테두리부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈에 질량 보정물이 부착된 상태를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 질량 보정물(502)을 보빈(501)의 강성 보강용으로 형성하여 보빈(501)의 뒷단에 부착하거나 보빈(501)이 사출물 수지인 경우 강성 보강용 질량 보정물(502)을 삽입 사출한다.

도 6은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 부착되는 질량 보정물을 상, 하에서 본 형상을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 사용되는 질량 보정물은 광 픽업 엑츄에이터 가동시 보빈의 변형중 가장 먼저 발생하는 벤딩 모드나 트위스팅 모드에 강한 형상으로 되어 있다. 다시 말하면, 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 부착되는 질량 보정물은 보빈의 구부러짐이나 비틀어짐에 강한 형상을 갖도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 부착되는 질량 보정물의 형상은 "ㄷ"자 형태의 프레임으로써 벤딩 모드를 더욱 높은 고역 주파수로 이동시키고, 상기 "ㄷ"자 형태의 프레임의 외곽을 감싸는 절곡된 패널 형상으로, 상기 프레임과 일체로 성형된 테두리부로써 트위스팅 모드를 더욱 높은 고역 주파수로 이동시키도록 되어 있다.

즉, 보빈에 강성을 보강하기 위해 보빈의 변형되기 쉬운 부분에 보강재를 부착하는 것이다.

도 7은 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 질량 보정물을 부착하여 고차 공진 주파수를 높이는 것을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7을 참조하면, 먼저, 그래프 1은 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 질량 보정 추를 부착하지 않은 경우 가동량과 주파수의 관계를 도시한 그래프이다.

그래프 1을 참조하면, 보빈의 힘 중심과 무게 중심점이 달라 그래프 상에 떨리는 부분(A, B)이 생기게 되며, 또한 보빈 자체의 변형에 의해 그래프 상에 떨리는 부분(C)가 생기게 되는 것을 볼수 있다.

또한, 그래프 2는 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 종래의 질량 보정 추를 부착한 경우의 가동량과 주파수의 관계를 도시한 그래프이다.

그래프에서 보는 바와 같이 보빈에 부착되는 질량 보정 추에 의해 보빈의 힘 중심과 무게 중심이 일치되어 떨림(A, B)은 해소가 되는 것을 볼 수가 있다. 그러나 보빈의 힘 중심과 무게 중심을 일치하도록 단순히 질량 보정 추를 보빈에 부착하기 때문에 보빈의 고차 공진 주파수(C 부분)가 낮아져서, 시스템에서 사용하는 고역 주파수 영역에 포함되게 된다.(상기 수학식 1 참조)

따라서 본 발명의 광 픽업 엑츄에이터의 보빈에 부착되는 질량 보정물을 통해 고차 공진 주파수를 더욱 높은 고역 주파수로 이동 시켜 주는데, 이는 본 발명의 보빈에 부착되는 질량 보정물로 보빈의 강성을 전체적으로 보강하기 때문에 가능한 것이다.

더욱이 최근 들어 디스크 플레이어들이 고 배속화되는 추세로 볼 때 더욱 변형되는 고역 주파수의 영역이 증가되고 있기 때문에 본 발명에서와 같은 보빈의 고차 공진 주파수의 이동은 필수적이라 할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 광 픽업 엑츄에이터를 구성하고 있는 보빈의 무게 중심과 힘 중심의 불일치로 인한 회전력을 상쇄시키고자 질량 보정 추를 부착함으로써 발생하는 보빈의 고차 공진 주파수가 낮아지는 문제점을 해결할 수 있고 디스크 플레이어의 고 배속화에 대응이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 대물렌즈를 취부하면서 둘레에 트랙킹 및 포커싱을 위한 코일들이 부착되어 있고, 무게 중심과 힘 중심을 일치시킴과 동시에 강성을 보강시키는 질량 보정물이 일측에 부가된 보빈;

   상기 보빈을 지지하기 위한 복수개의 서스펜션 와이어;

   마그네트를 취부하고 상기 보빈이 장착되는 요크; 및

   상기 복수개의 서스펜션 와이어의 지지를 위한 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 엑츄에이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 질량 보정물은 "ㄷ"자 형상의 프레임부와, 상기 프레임부의 외곽을 감싸는 절곡된 패널 형상으로 상기 프레임부와 일체로 성형된 테두리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 픽업 엑츄에이터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 질량 보정물의 재질은 비금속 물질인 것을 특징으로 하는 광 픽업 엑츄에이터.